[發(fā)明專(zhuān)利]高速光電轉(zhuǎn)換裝置及其組裝方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410214032.1
• 申請(qǐng)日: 2014-05-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104020537A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣維楠;陳曦;劉維偉;劉讓;古建凱;申宏
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 昆山柯斯美光電有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G02B6/43
• 分類(lèi)號(hào): G02B6/43
• 代理公司: 昆山四方專(zhuān)利事務(wù)所 32212
• 代理人: 盛建德;段新穎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有源光纜技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種高速光電轉(zhuǎn)換裝置及其組裝方法。?

背景技術(shù)

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的傳送信息量成幾何級(jí)增長(zhǎng)。高速傳輸變得非常關(guān)鍵，然而目前以銅纜為基礎(chǔ)的解決方案存在技術(shù)瓶頸：銅纜的傳輸距離隨著信號(hào)速率的提升急劇下降。例如，傳輸10Gb/s信號(hào)時(shí)銅線(xiàn)最長(zhǎng)僅為3m左右，且電能損耗極大，成本也很高。為了解決銅纜傳輸高速視頻數(shù)據(jù)距離不夠的問(wèn)題，目前通常使用有源光纜的解決方案，即通過(guò)光纖代替銅纜作為傳輸介質(zhì)，有源光纜通常具有發(fā)送端和接收端，在發(fā)送端和接收端各設(shè)一塊PCB單元，PCB單元一般包括光電轉(zhuǎn)換裝置，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換裝置實(shí)現(xiàn)電-光，光-電的轉(zhuǎn)換。在實(shí)現(xiàn)電-光，光-電的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，需要將多路激光二極管(VCSEL)或光電二極管(PD)耦合對(duì)準(zhǔn)多路光纖。?

目前，在光電轉(zhuǎn)換裝置中，通常是先將驅(qū)動(dòng)電路芯片組和相應(yīng)的VCSEL芯片陣列或/和PD芯片陣列貼裝在PCB電路板(PCB板)上，再通過(guò)引線(xiàn)鍵合(wire?bonding)打線(xiàn)的方式?將其連接起來(lái)。由于PCB板制造技術(shù)的限制(通常線(xiàn)寬線(xiàn)距為4mil/4mil)，以及打線(xiàn)弧度等原因，往往使得從驅(qū)動(dòng)電路芯片組到VCSEL芯片陣列和PD芯片陣列的距離超過(guò)1mm，而10Gbps或以上的傳輸信號(hào)打線(xiàn)要求長(zhǎng)度不宜超過(guò)1mm，否則線(xiàn)上電感將比較大，從而限制了高頻信號(hào)的傳輸。此外，VCSEL芯片陣列或/和PD芯片陣列與光纖陣列耦合對(duì)準(zhǔn)時(shí)，需要借助基板或透鏡陣列來(lái)自光纖陣列的光線(xiàn)90度轉(zhuǎn)向至VCSEL芯片陣列或/和PD芯片陣列，以實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，而基板或者透鏡陣列等通常價(jià)格不菲。?

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種高速光電轉(zhuǎn)換裝置及其組裝方法，該光電轉(zhuǎn)換裝置無(wú)需使用基板和透鏡陣列即可實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，可以有效節(jié)約成本，且可以有效的提高可傳輸信號(hào)的速率，輕易達(dá)到10Gbps，甚至20Gbps。?

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：?

一種高速光電轉(zhuǎn)換裝置，包括一光纖陣列組件、一軟線(xiàn)板、PCB電路板、光電芯片陣列組、用于驅(qū)動(dòng)所述光電芯片陣列組的驅(qū)動(dòng)電路芯片組和擋塊；所述光纖陣列組件包括一固定座和間隔定位穿設(shè)于所述固定座內(nèi)的多路并行光纖；所述PCB電路板的一側(cè)具有U型槽口，所述軟線(xiàn)板包括一體折彎呈設(shè)定角度的貼裝部和焊接部，所述擋塊穿設(shè)于所述槽口內(nèi)，且它的一側(cè)止擋于所述槽口內(nèi)，所述焊接部貼合于所述擋塊的底部并延伸?至所述PCB電路板的底部，且所述焊接部與所述PCB電路板上的電路線(xiàn)電連接，所述貼裝部穿設(shè)于所述槽口內(nèi)，且它的一側(cè)止擋于所述擋塊的另一側(cè)；所述光電芯片陣列組貼裝于所述貼裝部的另一側(cè)，所述驅(qū)動(dòng)電路芯片組貼裝于所述貼裝部的另一側(cè)，且靠近所述光電芯片陣列組一側(cè)，所述驅(qū)動(dòng)電路芯片組分別與所述光電芯片陣列組和所述貼裝部上的電路線(xiàn)打線(xiàn)連接；所述光纖陣列組件穿設(shè)于所述槽口內(nèi)，所述多路并行光纖與所述光電芯片陣列組耦合對(duì)準(zhǔn)。?

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述光電芯片陣列組與所述軟線(xiàn)板之間設(shè)有熱沉片，所述光電芯片陣列組的厚度加上所述熱沉片的厚度與所述驅(qū)動(dòng)電路芯片組的厚度相差設(shè)定距離。?

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述光電芯片陣列組的厚度加上所述熱沉片的厚度后減去所述驅(qū)動(dòng)電路芯片組的厚度的差值范圍為-0.5mm～+0.5mm。?

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述光電芯片陣列組包括一VCSEL芯片陣列和一PD芯片陣列；所述驅(qū)動(dòng)電路芯片組包括驅(qū)動(dòng)所述VCSEL芯片陣列的驅(qū)動(dòng)器IC和驅(qū)動(dòng)所述PD芯片陣列的放大器IC。?

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述擋塊為具有良好的導(dǎo)熱性能的方形塊，所述焊接部與所述貼裝部之間的設(shè)定角度為90度。?

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述焊接部與所述PCB電路板通過(guò)BGA焊球連接。?

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述固定座為V型槽光纖連接器。?

一種高速光電轉(zhuǎn)換裝置的組裝方法，包括如下步驟：?

a)制作光纖陣列組件、軟線(xiàn)板、PCB電路板、驅(qū)動(dòng)電路芯片組、擋塊和光電芯片陣列組；?

b)將所述驅(qū)動(dòng)電路芯片組和所述光電芯片陣列組貼裝于所述軟線(xiàn)板的貼裝部的一側(cè)，使所述驅(qū)動(dòng)電路芯片組分別與所述光電芯片陣列組和所述貼裝部上的電路線(xiàn)通過(guò)打線(xiàn)電連接；?

c)將步驟b貼裝后的軟線(xiàn)板和所述擋塊穿設(shè)于所述PCB電路板的U型槽口內(nèi)，并用膠粘合固定，使所述軟線(xiàn)板的焊接部貼合于所述擋塊和所述軟線(xiàn)板的焊接部的底部，所述擋塊貼合于所述槽口和所述軟線(xiàn)板的貼裝部之間；?